บทที่ 2
หนา 0.380 มิลลิเมตรก็คือ 380 ไมครอน
3) ขนาดตัดสอง
2.6.7 การทดสอบกระดาษและภาชนะบรรจุกระดาษ
2.6.7.1 การทดสอบน้ าหนักมาตรฐาน (BasicWeight) เพื่อก าหนดเกณฑ์ส าหรับ การซื้อขายเนื่องจาก ค่าน้ าหนักมาตรฐานของกระดาษชนิดหนึ่งจะสัมพันธ์โดยตรงกับความแข็งแรง ของกระดาษนั้นๆ น ากระดาษตัวอย่างมาตัดขนาดให้มีพื้นที่เหมาะสม เช่น 10 ด 10 ตารางเซนติเมตร น าไปชั่งน้ าหนักอย่างละเอียด แสดงค่าน้ าหนักมาตรฐานเป็นน้ าหนักต่อพื้นที่ เช่น กรัมต่อตารางเมตร หรือปอนด์ต่อรีม (Pound per Ream) 1 รีม (U.S. Ream)
2.6.7.2 การทดสอบความหนา (Thickness) นิยมใช้ตรวจคุณภาพของกระดาษวัสดุ
อ่อนตัวทั่วไปและภาชนะบรรจุเกือบทุกประเภท เป็นวิธีการทดสอบที่รวดเร็วและท าได้ง่าย นิยมใช้เครื่องวัดที่มีความละเอียดและแม่นย าสูง เช่น Dial Type micrometer หน่วยความหนา ที่ใช้ทั่วไป เช่น มิลลิเมตร ไมครอน หรือนิ้ว เป็นต้น และหน่วยที่ใช้เฉพาะวัสดุ เช่น point ส าหรับ
กระดาษ (1 point = 1/1000 นิ้ว ) mil (1 mil = 25 micron) และ gauge (100 gauge = 1 mil) ส าหรับฟิล์มพลาสติกหรือวัสดุอ่อนตัวหลายชั้น
2.6.7.3 การทดสอบความต้านทานต่อแรงฉีกขาด (TearResistance) เป็นการ ทดสอบค่างานเฉลี่ยที่ใช้ในการฉีกกระดาษที่มีรอยบากไว้แล้ว มีหน่วยเป็นกรัมแรง ด เมตรหรือนิวตัน ด เมตร (gram-force ด meter หรือ Newton ด meter เขียนย่อ gf.m หรือ N.m) การทดสอบนี้มี
ความส าคัญต่อการควบคุมคุณภาพของกระดาษ ถุงกระดาษและกล่องกระดาษแข็ง
2.6.7.4 การทดสอบความต้านทานต่อแรงดันทะลุ (Bursting Strength) เป็นการ ทดสอบความสามารถของกระดาษหรือแผ่นลูกฟูกที่จะต้านทานความดันที่เพิ่มขึ้นในอัตราคงที่
จนกระทั่งตัวอย่างทดสอบฉีกขาด มีหน่วยวัดเป็นกิโลปาสคาล (kPa) หรือกิโลกรัมต่อตาราง เซนติเมตร (kg/cm) นิยมใช้ทดสอบคุณภาพของกระดาษ กระดาษแข็งหรือแผ่นลูกฟูกที่น ามาขึ้นรูป เป็นภาชนะ เช่น กล่อง ถัง เป็นต้น
2.6.7.5 การทดสอบความต้านทานต่อแรงดึงขาด (TensileStrength) การยึดตัว (Elongation)แผ่นตัวอย่างทดสอบจะถูกตรึงระหว่างคีมหนีบ 2 ตัว โดยที่ครีมหนีบตัวหนึ่งจะเคลื่อนที่
เพื่อดึงแผ่นตัวอย่างจนกระทั่งขาด บันทึกแรงที่ใช้และค่าการยึดตัวของกระดาษขณะ ขาด ค่าความต้านทานต่อแรงดึงขาดจะรายงานเป็นค่าแรงต่อพื้นที่หน้าตัดของแผ่นตัวอย่าง หรือ
แรงต่อความกว้างของแผ่นตัวอย่าง ส่วนการยึดตัวจะรายงานเป็นค่าร้อยละ
2.6.7.6 การทดสอบหาความชื้น (MoistureContent) โดยวิธีการอบแผ่นตัวอย่าง ที่ทราบน้ าหนักแน่นอนในเตาอบที่ 105 c เป็นเวลาอย่างน้อย 2 ชั่วโมง ท าให้เย็นในเดชิกเคเตอร์
น ามาชั่งน้ าหนักใหม่ ผลต่างของน้ า - หนักที่ชั่งได้คือ ปริมาณความชื้นในตัวอย่าง นิยมรายงานค่าเป็น ร้อยละ การทดสอบนี้มีความส าคัญต่อกระดาษแข็งและกระดาษลูกฟูกที่จะน าไปขึ้นรูปเป็นภาชนะ บรรจุ
2.6.7.7 การทดสอบการดูดซึมน้ า (WaterAbsorption) เป็นการทดสอบความ สามารถของกระดาษต่อการดูดซึมน้ าที่สัมผัสภายในระยะเวลาที่ก าหนด มีค่าเป็นน้ าหนักน้ าที่กระดาษ ดูดซึมไว้ต่อพื้นที่สัมผัสกับน้ า การทดสอบนี้มีความส าคัญต่อการพิมพ์ (การดูดซึมหมึก) การทากาว การทนทานต่อสภาวะแวดล้อมขณะขนส่ง เช่น การเปียกฝน
2.6.7.8 การทดสอบการต้านทานต่อไขมัน (Turpentine Test) เป็นการทดสอบ
ความสามารถของกระดาษในการต้านทานการซึมผ่านของไขมัน โดยจะรายงานเป็นค่าของเวลา ที่ปรากฎรอยไขมันบนแผ่นตัวอย่างด้านตรงข้ามกับด้านที่สัมผัสกับไขมัน
2.6.8 การทดสอบที่ส าคัญส าหรับกระดาษที่เป็นบรรจุภัณฑ์
2.6.8.1 น้ าหนักมาตรฐาน (Grammage, Basis weight) น้ าหนักกระดาษต่อหน่วย พื้นที่ โดยทั่วไปนิยมใช้ กรัมต่อตารางเมตร (g/m2) หรือปอนด์ต่อหนึ่งพันตารางฟุต (lb/1000 ft2) เป็นคุณสมบัติที่มีความสัมพันธ์กับความแข็งแรงและราคาในการซื้อขาย
2.6.8.2 หลักการทดสอบ เป็นการชั่งน้ าหนักของกระดาษที่ตัดให้ได้ขนาดตาม ที่มาตรฐานระบุ แล้วค านวณน้ าหนักเป็นน้ าหนักกระดาษต่อหน่วยพื้นที่ ซึ่งมีหน่วยเป็น g/m2 หรือ
lb/1000 ft2 หากต้องการหาน้ าหนักมาตรฐานของกระดาษแต่ละชั้นในกระดาษลูกฟูกต้องท าการแยก กระดาษแต่ละชั้นออกจากกันโดยไม่ให้มีความเสียหายหรือเกิดการหลุดลอกของเยื่อกระดาษแล้วจึง ด าเนินการทดสอบหาน้ าหนักมาตรฐานแต่ละชั้นต่อไป วิธีการแยกชั้นกระดาษท าได้โดยน ากระดาษ ลูกฟูกไปแช่น้ า อาจใช้น้ าที่อุณหภูมิปกติหรือน้ าที่มีอุณหภูมิ 60 องศาเซลเซียส จนกระทั่งกระดาษ
แต่ละชั้น หลุดออกจากกันเอง หรือต้องดึงออกโดยใช้แรงเพียงเล็กน้อย โดยไม่ให้มีเยื่อกระดาษหลุดติด
ออกมา จากนั้นท าการล้างกาวออกโดยถูเบา ๆ เพื่อไม่ให้เยื่อกระดาษหลุดออกมา จากนั้นน าไปอบ ในตู้อบที่อุณหภูมิ 105 องศาเซลเซียส จนกระทั่งมั่นใจว่ากระดาษแห้ง จากนั้นจึงน าไปรีดหรือ ท าให้เรียบและปรับสภาวะตัวอย่าง แล้วจึงด าเนินการทดสอบเช่นเดียวกับ การหาน้ าหนักมาตรฐาน
ของกระดาษอื่น ๆ ต่อไป
มาตรฐานการทดสอบที่ใช้อ้างอิง ISO 536, TAPPI T 410, ISO 3039, ASTM D 646, มอก.550 เครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบ เครื่องชั่งที่มีความละเอียด 0.01 กรัม
ตู้อบที่สามารถเพิ่มความร้อนได้ถึง 105 องศาเซียลเซียส การแปลงหน่วย 1lb/1000 ft2 = 4.882 g/m2
2.6.8.3 ปริมาณความชื้น (Moisture content-Oven-drying Method)
ปริมาณของความชื้นที่อยู่ในเนื้อกระดาษ หน่วยเป็น ร้อยละของน้ าหนักเดิม ของแผ่นกระดาษ ปริมาณความชื้นของกระดาษจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับน้ าหนักและ ความแข็งแรงของกระดาษ นอกจากนี้ยังอาจมีผลต่อการพิมพ์ การประกบ การเคลือบเป็นต้น
- หลักการทดสอบ การทดสอบมาตรฐาน ISO287, ASTM D 644 และ TAPPI T 412 ใช้หลักการเปรียบเทียบน้ าหนักกระดาษก่อนและหลังการอบจนกระทั่งแห้ง ทดสอบโดยการอบ ที่อุณหภูมิ 105+2 องศาเซลเซียส จนกระดาษแห้ง โดยจะถือว่ากระดาษแห้งเมื่อมีน้ าหนักคงที่หลัง การอบนั่นคือมีการเปลี่ยนแปลงของน้ าหนักจากการชั่ง 2 ครั้ง ในช่วงเวลาที่ห่างกันตามก าหนดไม่เกิน ร้อยละ 0.1 ส าหรับกระดาษที่มีน้ าหนักมาตรฐานไม่เกิน 224 กรัมต่อตารางเมตรจะเริ่มชั่งครั้งแรกต้อง ท าหลังการอบไปแล้วไม่น้อยกว่า 30 นาที แต่ถ้ากระดาษที่มีน้ าหนักมาตรฐานมากกว่า 224 กรัมต่อ ตารางเมตร จะเริ่มชั่งครั้งแรกหลังจากอบไปแล้วเป็นเวลาไม่น้อยกว่า 60 นาที เพื่อหาปริมาณการ เปลี่ยนแปลงของน้ าหนัก ปริมาณความชื้นวัดเป็นร้อยละโดยเทียบน้ าหนักที่หายไปหลังการอบกับ น้ าหนักของกระดาษก่อนอบ
การค านวณ
ปริมาณความชื้น = น้ าหนักกระดาษก่อนอบ – น้ าหนักกระดาษหลังอบ x 100 น้ าหนักกระดาษก่อนอบ
มาตรฐานการทดสอบที่ใช้อ้างอิง ISO 287, ASTM D 644, TAPPI T 412
เครื่องมือที่ใช้ทดสอบ เครื่องชั่งที่มีความละเอียดถึง 1 มิลลิกรัม, ภาชนะที่ใช้บรรจุชิ้นทดสอบใน การชั่งน้ าหนัก, ตู้อบที่มารถเพิ่มและควบคุมความร้อนได้ที่ 105 องศาเซลเซียส
2.6.8.4 การดูดซึมน้ าด้วยวิธีคอบบ์ (Water absorbtion-Cobb method)
ปริมาณน้ าในกระดาษดูดซึมไว้ได้ในพื้นที่ 1 ตารางเมตร ภายในเวลา ที่ก าหนดค่านี้จะบอกถึงขีดความสามารถของกระดาษที่จะดูดซึมความชื้นในอากาศหรือน้ า
ที่มาสัมผัสกระดาษว่ามีปริมาณมากน้อยเพียงใด ซึ่งเป็นคุณสมบัติหนึ่งที่จะช่วยในการตัดสินใจเลือก
กระดาษเพื่อน ามาใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบรรจุภัณฑ์ที่ต้องใช้งานในสภาพแวดล้อม ที่มีความชื้นสูงหรือใช้กับสินค้าที่มีความชื้น ถ้ากระดาษดูดซึมความชื้นได้มากก็จะท าให้ปริมาณ
ความชื้นในกระดาษเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความแข็งแรงของบรรจุภัณฑ์ลดลง นอกจากนี้คุณสมบัติ
การดูดซึมน้ าของกระดาษยังอาจมีความสัมพันธ์ด้านการพิมพ์หรือการใช้กาวด้วยวิธีการทดสอบ การดูดซึมน้ าด้วยวิธีคอบบ์นี้จะไม่เหมาะกับกระดาษที่มีน้ าหนักมาตรฐานน้อยกว่า 50 กรัมต่อตาราง
เมตร (g/m2) หรือกระดาษที่มีการดูดซึมน้ าได้มาก ๆ หลักการทดสอบ เป็นการเปรียบเทียบน้ าหนัก
กระดาษก่อนและหลังจากการสัมผัสน้ าในพื้นที่และช่วงเวลาที่ก าหนด หน่วยที่ใช้รายงานเป็นกรัม ต่อตารางเมตรในการทดสอบให้กระดาษสัมผัสน้ าปริมาณ 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรในพื้นที่ 50 ตาราง
เซนติเมตร ในเวลาที่ก าหนด เวลาที่ใช้อาจเป็นไปตามตารางที่ 2.5 หรือใช้เวลาตามข้อตกลงที่เกี่ยวข้อง ตารางที่ 2.5 ระยะเวลาที่ใช้ทดสอบการดูดซึมน้ า
ระยะเวลาในการ ทดสอบ, วินาที
สัญลักษณ์ ระยะเวลาที่เทน้ า ออก, วินาที
ระยะเวลาที่ซับน้ าออก, วินาที
30 60 120 300 1800
Cobb30
Cobb60
Cobb120
Cobb300
Cobb1800
20±1 45±1 105±2 285±2 1755 ถึง 1815
30±1 60±2 120±2 300±2
15±2 หลังจากเทน้ าออก ที่มา : ISO., 1991. Paper and board-Determination of water absorptiveness-cobb method. ISO 535-1991
2.6.8.5 ความต้านแรงดึงขาดและการยืดตัว (Tensile strength and elongation) ความสามารถของกระดาษที่จะต้านแรงดึงซึ่งกระท าที่ปลายข้างหนึ่งของชิ้น ทดสอบที่มีขนาดความกว้างคงที่สม่ าเสมอตลอดชิ้น ในขณะที่ปลายข้างหนึ่งยึดอยู่กับที่ จนชิ้นทดสอบ นั้นขาด มีหน่วยเป็นนิวตันต่อความกว้าง 1 เมตร (N/m) ส่วนการยืดตัว (Elongation) คือ ความยาว ของชิ้นทดสอบที่เพิ่มขึ้นขณะรับแรงดึง มีหน่วยเป็นร้อยละของความยาวเดิมของชิ้นทดสอบ ความต้าน แรงดึงขาดเป็นค่าที่บอกถึงความแข็งแรงหรือความเหนียวของกระดาษในการรับน้ าหนักในลักษณะ ที่จะท าให้เกิดแรงดึง เช่น การรับน้ าหนักบรรจุของถุงกระดาษส าหรับบรรจุปูนซีเมนต์ เป็นต้น และ คุณสมบัตินี้ยังมีความสัมพันธ์กับความแข็งแรงของกระดาษในลักษณะอื่น ๆ เช่น ความต้านแรงฉีกขาด ความต้านแรงดันทะลุ เป็นต้น
- หลักการทดสอบตัดชิ้นที่ทดสอบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าตามขนาดมาตรฐาน การทดสอบที่ใช้อ้างอิงระบุไว้ (ASTM D 828 ก าหนดให้มีขนาดกว้าง 25.4±0.5 มิลลิเมตร ยาว
ประมาณ254 มิลลิเมตร หรือยาวพอที่จะให้เครื่องทดสอบจับทั้งสองด้านได้) ยืดชิ้นทดสอบ ด้วยปากจับทั้งสองด้าน โดยให้ระห่างระหว่างปากจับเป็น 180 มิลลิเมตร ปลายข้างหนึ่งยึดอยู่กับที่
ดึงปลายอีกด้านด้วยอัตราเร็วการเคลื่อนที่ของปากจับคงที่ 25.4 มิลลิเมตรต่อนาที หรืออัตราเร็ว ที่ท าให้ชิ้นทดสอบขาดภายใน 10-30 วินาที จนกระทั่งชิ้นทดสอบขาด
-
มาตรฐานการทดสอบที่ใช้อ้างอิง ASTM D 828
เครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบ Tensile Tester, Universal testing machine 2.6.8.6 ความต้านแรงฉีกขาด (Tear resistance)
ความสามารถของกระดาษที่จะต้านแรงซึ่งท าให้เกิดชิ้นทดสอบหนึ่งแผ่น ขาดต่อจากรอยขาดเดิม มีหน่วยเป็นมิลลินิวตัน (mN) หรือกรัมแรง (gf) เป็นคุณสมบัติหนึ่งที่จะบอก ถึงความแข็งแรงของกระดาษโดยเฉพาะอย่างยิ่งการท าบรรจุภัณฑ์ประเภทถุงกระดาษ คุณสมบัตินี้
จะมีความสัมพันธ์กับความต้านแรงดึงขาดและความต้านแรงดันทะลุ
- หลักการทดสอบ เตรียมชิ้นทดสอบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีขนาดกว้าง
อย่างน้อย 53 มิลลิเมตร ยาว 63 มิลลิเมตร หรือตามมาตรฐาน ISO 1974 ระบุขนาดชิ้นทดสอบ อาจเป็น 50x63 มิลลิเมตร, 50x60 มิลลิเมตร หรือ 63x76 มิลลิเมตร ทั้งนี้ขึ้นกับลักษณะหรือขนาด
อุปกรณ์ยึดชิ้นทดสอบของเครื่องมือทดสอบ โดยให้ด้านยาวขนานกับแนวที่ต้องการจะทดสอบ ชิ้นทดสอบจะต้องท าให้มีรอยขาดเริ่มต้น 20 มิลลิเมตร ก่อนเพื่อให้ระยะที่จะต้องทดสอบให้มีการฉีก
โดยเครื่องอีก 43±0.5 มิลลิเมตร
มาตรฐานการทดสอบที่ใช้อ้างอิง TAPPI T 414, ISO 1974, ASTM D 689 เครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบ Elmendorf tear tester
การแปลงหน่วย 1 กรัมแรง(gf) = 9.81 มิลลินิวตัน (mN) 2.6.8.7 ความต้านแรงดันทะลุ
ความสามารถของกระดาษที่จะต้านแรงดันที่กระท าบนชิ้นทดสอบด้วยอัตรา ที่เพิ่มขึ้นสม่ าเสมอ จนท าให้ชิ้นทดสอบนั้นขาด มีหน่วยเป็น กิโลพาสคัล(kPa), กิโลกรัมแรงต่อตาราง เซนติเมตร (kgf/cm2) หรือปอนด์ต่อตารางนิ้ว (Ib/in2) คุณสมบัตินี้จะมีความสัมพันธ์กับความต้านแรง ฉีกขาดและความต้านแรงดึงขาด เป็นค่าที่บอกถึงความเหนียวของกระดาษ ในกรณีของกระดาษลูกฟูก จะเป็นค่าที่บอกถึงขีดความสามารถในการบรรจุเมื่อน ามาขึ้นรูปกล่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกล่องส าหรับ บรรจุสินค้าที่มีความแข็งหรือน้ าหนักต่อพื้นที่สูงดังแสดงในตารางที่ก าหนดใน มอก.550 หรือ Rule 41, U.S. Uniform (Railroads) Freight Classification และ Truck Regulation Item 222